[發(fā)明專利]一種帶電荷收集槽的功率MOSFET器件及其制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710299718.9 | 申請日： | 2017-05-02 |
| 公開（公告）號： | CN107946359A | 公開（公告）日： | 2018-04-20 |
| 發(fā)明（設計）人： | 唐昭煥;楊永暉;肖添;譚開洲 | 申請（專利權）人： | 中國電子科技集團公司第二十四研究所 |
| 主分類號： | H01L29/78 | 分類號： | H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336 |
| 代理公司： | 重慶大學專利中心50201 | 代理人： | 王翔 |
| 地址： | 400060*** | 國省代碼： | 重慶;85 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 電荷 收集 功率 mosfet 器件 及其 制造 方法 | ||
1.一種帶電荷收集槽的功率MOSFET器件，其特征在于，包括漏極金屬層(101)、重摻雜第一導電類型襯底材料(201)、輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)、電荷收集槽(302)、輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)、第二導電類型阱區(qū)(402)、重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)、柵介質層(404)、多晶硅柵介質層(405)、ILD介質層(406)、接觸金屬層(407)、金屬層(408)和鈍化介質層(409)；
所述重摻雜第一導電類型襯底材料(201)覆蓋于漏極金屬層(101)之上；
所述輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底材料(201)之上；
所述電荷收集槽(302)嵌入輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)內部；所述電荷收集槽(302)的上表面與輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)的部分上表面共面；所述電荷收集槽(302)內部填充有絕緣介質，絕緣介質包括但不局限于二氧化硅和未摻雜多晶硅；
所述輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)覆蓋于輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)和電荷收集槽(302)之上；
所述第二導電類型阱區(qū)(402)位于輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)的內部；所述第二導電類型阱區(qū)(402)的上表面與輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)的部分上表面共面；
所述重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)位于第二導電類型阱區(qū)(402)的內部；所述重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)的上表面與第二導電類型阱區(qū)(402)的部分上表面共面；所述重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)的深度小于第二導電類型阱區(qū)(402)的深度；
所述第二導電類型阱區(qū)(402)內部的重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)之間的上表面和重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)的部分上表面，從下到上依次覆蓋有接觸金屬層(407)、金屬層(408)和鈍化介質層(409)；
所述第二導電類型阱區(qū)(402)的剩余上表面和第二導電類型阱區(qū)(402)之間的上表面，從下到上依次覆蓋柵介質層(404)、多晶硅柵介質層(405)、ILD介質層(406)、金屬層(408)和鈍化介質層(409)。
2.一種帶電荷收集槽的功率MOSFET器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底材料(201)之上；
2)利用掩膜層在輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)的部分上表面形成電荷收集槽(302)窗口，刻蝕硅、淀積絕緣介質、化學機械拋光(CMP)絕緣介質，形成電荷收集槽(302)
3)將輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)覆蓋于輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)和電荷收集槽(302)之上；
4)采用CMP方式減薄輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)至d2；
5)利用掩膜層在減薄后的輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)的部分上表面形成第二導電類型阱區(qū)(402)摻雜窗口，離子注入摻雜、高溫推結形成第二導電類型阱區(qū)(402)；
6)利用掩膜層在輕摻雜第二導電類型阱區(qū)(402)的部分上表面形成重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)摻雜窗口，離子注入摻雜、退火形成重摻雜第一導電類型源區(qū)(403)；
7)利用掩膜層、氧化、淀積、刻蝕等方式形成柵介質層(404)和多晶硅柵介質層(405)、ILD介質層(406)、接觸金屬層(407)、金屬層(408)和鈍化介質層(409)；
8)減薄硅片背面，形成漏極金屬層(101)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種帶電荷收集槽的功率MOSFET器件及其制造方法，其特征在于：所述輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)的厚度d1為傳統(tǒng)VDMOS器件有源層厚度D的一半，即：d1＝D/2；
所述輕摻雜第一導電類型第二有源層(401)的厚度d2為傳統(tǒng)VDMOS器件有源層厚度D的一半，即：d2＝D/2；
所述輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)是從重摻雜第一導電類型襯底材料(201)上表面到輕摻雜第一導電類型第一有源層(301)上表面的緩變摻雜。
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H01L 半導體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的半導體器件；具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結耗盡層或載流子集結層的電容器或電阻器；半導體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
